石墨烯具有極高的載流子遷移率,優(yōu)異的熱導(dǎo)率以及極高的機(jī)械強(qiáng)度,這些優(yōu)點(diǎn)使石墨烯在電子器件方面的應(yīng)用有著極大的潛力和研究價(jià)值。六方氮化硼薄膜為襯底的石墨烯具有遠(yuǎn)高于硅片上面的載流子遷移率以及氮化硼薄膜本身的熱穩(wěn)定性和深紫外吸收性能,使氮化硼/石墨烯薄膜不僅在高頻電子器件領(lǐng)域,在紫外光探測器件方面也具有巨大的發(fā)展?jié)摿�。�?fù)合薄膜材料作為準(zhǔn)二維材料,其性能與復(fù)合薄膜的表面形貌、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分關(guān)系密切。因此,本課題研究不同濺射工藝和退火溫度對氮化硼薄膜的表面形貌、化學(xué)成分、分子結(jié)構(gòu)等方面的影響。然后以射頻磁控濺射制備的氮化硼薄膜為襯底用低壓化學(xué)氣相沉積法沉積石墨烯,形成氮化硼/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜,探討其質(zhì)量和生長機(jī)制。最后,擇優(yōu)與鎳薄膜上制備的石墨烯進(jìn)行對比分析。研究結(jié)果表明,濺射氣壓為0.5Pa,濺射功率為100W,濺射時(shí)間為30min的氮化硼薄膜表面起伏小,粗糙度極低,紫外吸收效果最好。隨著濺射功率增加,氮化硼薄膜表面粗糙度逐漸增大,薄膜的透光率降低,而且氮化硼薄膜內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)隨濺射功率增大向立方相轉(zhuǎn)變�；诇囟群蜑R射功率對制備的氮化硼薄膜的紫外光吸收限有較大影響。濺射時(shí)間為30 mi... 

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
    1.2 石墨烯的性質(zhì)
        1.2.1 石墨烯的電學(xué)性能
        1.2.2 石墨烯的機(jī)械性能
        1.2.3 石墨烯的光學(xué)性能
        1.2.4 石墨烯的熱性能
        1.2.5 石墨烯的其他性能
    1.3 石墨烯的制備方法及生長機(jī)制
        1.3.1 機(jī)械剝離法
        1.3.2 外延生長法
        1.3.3 化學(xué)氣相沉積法
        1.3.4 其他制備方法
    1.4 氮化硼的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.4.1 氮化硼的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 氮化硼的性質(zhì)
        1.4.3 氮化硼薄膜常見制備方式
    1.5 氮化硼/石墨烯薄膜的研究現(xiàn)狀
    1.6 選題意義及研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方案及研究方法
    2.1 技術(shù)路線及研究方案
    2.2 本課題使用原材料
        2.2.1 磁控濺射靶材
        2.2.2 基底材料
        2.2.3 其他實(shí)驗(yàn)材料
    2.3 磁控濺射制備氮化硼薄膜
    2.4 氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜的制備
    2.5 氮化硼薄膜和氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜的組織結(jié)構(gòu)及性能表征
        2.5.1 薄膜表面形貌表征
        2.5.2 薄膜化學(xué)成分表征
        2.5.3 薄膜分子結(jié)構(gòu)表征
        2.5.4 薄膜電學(xué)性能表征
        2.5.5 薄膜光學(xué)性能表征
第三章 氮化硼薄膜的生長研究
    3.1 基底溫度對氮化硼薄膜生長的影響
        3.1.1 基底溫度對氮化硼薄膜表面形貌的影響
        3.1.2 基底溫度對氮化硼薄膜透光率的影響
        3.1.3 基底溫度對氮化硼薄膜分子結(jié)構(gòu)的影響
    3.2 濺射功率對氮化硼薄膜生長的影響
        3.2.1 濺射功率對氮化硼薄膜表面形貌的影響
        3.2.2 濺射功率對氮化硼薄膜透光率分析
        3.2.3 濺射功率對氮化硼薄膜分子結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.4 濺射功率對氮化硼薄膜化學(xué)成分的影響
    3.3 濺射時(shí)間對氮化硼薄膜的生長影響
        3.3.1 濺射時(shí)間對氮化硼薄膜表面形貌的影響
        3.3.2 濺射時(shí)間與氮化硼薄膜厚度的關(guān)系
        3.3.3 濺射時(shí)間對氮化硼薄膜透光率的影響
    3.4 退火溫度對氮化硼薄膜生長的影響
        3.4.1 退火溫度對氮化硼薄膜表面形貌的影響
        3.4.2 退火溫度對氮化硼薄膜分子結(jié)構(gòu)的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜的生長研究
    4.1 生長溫度對氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜生長的影響
    4.2 沉積時(shí)間對氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜的影響
    4.3 降溫速度對氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜的影響
    4.4 襯底薄膜對氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜的影響
        4.4.1 襯底氮化硼薄膜厚度對石墨烯生長的影響
        4.4.2 氮化硼薄膜濺射功率不同對石墨烯生長的影響
    4.5 氮化硼/石墨烯復(fù)合薄膜的表征
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]化學(xué)氣相沉積生長石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移方法及轉(zhuǎn)移用支撐材料的研究進(jìn)展[J]. 蔡偉,王聰,方小紅,陳小源,楊立友.  機(jī)械工程材料. 2015(11)
[2]石墨烯摻雜的研究進(jìn)展[J]. 張蕓秋,梁勇明,周建新.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]拉曼光譜在石墨烯結(jié)構(gòu)表征中的應(yīng)用[J]. 吳娟霞,徐華,張錦.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[4]正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化六方氮化硼薄膜的制備工藝[J]. 李展,楊保和.  光電子.激光. 2010(08)
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博士論文
[1]氮化硼基納米材料與薄膜的催化劑輔助生長及其性能研究[D]. 劉飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]單晶硅基LaB6薄膜的磁控濺射制備工藝及生長機(jī)制[D]. 趙曉華.山東大學(xué) 2011

碩士論文
[1]石墨烯的電化學(xué)法制備及其表征研究[D]. 黃徐花.華中科技大學(xué) 2015



本文編號：3727910